专利名称：乘用车白车身结构扭转刚度测试约束与加载装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种乘用车白车身结构扭转刚度测试约束与加载设备，属于汽车产品测试技术领域。
但上述资料中均未涉及如下内容(1)乘用车白车身结构扭转刚度测试的具体约束方法和约束装置的具体结构；(2)乘用车白车身结构扭转刚度测试的具体加载方法和加载装置的具体结构；世界上其它一些国家如日本和欧洲的一些汽车公司测试白车身扭转刚度的约束方法虽然基本相同，但约束装置采用的都是针对不同车型开发的专用夹具，这就意味着每测试一个车型都需要开发一套专用的约束装置，也就是说如果要测试富康和桑塔纳这两种轿车的扭转刚度，虽然同样是轿车，但仍需要开发两套不同的约束装置，所以这种方法因费时、费工和不具有通用性而造价较高。
在加载方法方面，这些公司也基本相同，即采用通用液压式着力器产生力，通过力传递机构将力传递到白车身上规定的位置。通用液压式着力器不但可用于测试白车身扭转刚度，也可用于其它试验，但通用液压式着力器价格昂贵，一台可用于白车身结构扭转刚度测试的液压式着力器售价在30万人民币左右。同时力传递机构与约束装置一样，同样需要针对不同车型专门进行开发。
本发明的技术方如下一种乘用车白车身结构扭转刚度测试约束与加载装置，其特征在于该装置包括约束装置和加载装置两部分，所述的约束装置包括固定位置可调的左、右后支座和连接支座与车身上的左右后悬架上支承位置的连接部件组成；所述的加载装置由可调式力传递机构和丝杆式着力器组成，所述的可调式力传递机构主要包括力臂，通过连接部件支撑在力臂中心位置的支座，通过连接部件对称布置在力臂上的左右可调式连杆；所述的丝杆式着力器通过连接部件布置在力臂一端的。
本发明所述的左右可调式连杆主要由带关节轴承的丝杆螺母、锁止螺母和丝杆轴组成。
本发明所述的丝杆式着力器包括由丝杆螺母与带手柄的丝杆轴组成的螺旋副、连接丝杆轴和应变式测力传感器的连接机构、应变式力传感器、挂钩以及将丝杆式着力器固定在工作台上的铰链。所述的连接机构由带螺栓的钢框和连接钢框与丝杆轴的推力轴承组成，其应变式测力传感器固定在钢框上。
在本发明的约束装置中，支座与车身的连接部件采用只允许车身绕通过连接点的X轴转动的铰链。
本发明在加载装置中，左右可调式连杆与力臂或车身之间的连接部件采用铰链与关节轴承的组合结构，使左右可调式连杆能够绕连接点转动。
为了能方便地调整左右可调式连杆的固定位置，本发明在所述的力臂上设有调整左右可调式连杆固定位置的滑槽。
本发明与目前国内外广泛应用的乘用车白车身结构扭转刚度装置相比，成本显著降低，通用性强(不需要针对不同车型开发专用夹具和力传递机构)，操作简便的优点，完全可以满足测试精度和可靠性的要求。
图2扭转刚度测试的约束和加载装置结构示意图(俯视图)。
图3扭转刚度测试的加载装置结构示意图。
图4可调式连杆结构示意图。
图5图4的A-A剖视图。
图6左右可调式连杆间距调节原理图。
图7丝杆式着力器的结构示意图。
图8连接机构结构示意图。
二、加载装置如图3所示，这种加载装置由可调式力传递机构和丝杆式着力器组成。支座1采用螺栓固定在T型槽工作台上可实现调整固定位置的目的，采用铰链14作为力臂5与支座1的连接件，力臂5在中心位置与支座1连接，允许力臂绕过连接点的Y轴转动。
左右可调式连杆与力臂5和车身的连接部件8、11、9和10采用铰链与关节轴承的组合结构。力臂5通过连接部件8和11与左右可调式连杆下端连接，白车身2上的前悬架上支承位置(车身与前悬架顶点的连接面)通过连接部件9和10与左右可调式连杆上端连接，这样力臂、左右可调式连杆和车身便形成了一个平行四边形四连杆机构，且这个平行四边形位于车辆前轴中心线所在的竖直平面内；由于关节轴承的作用，使左右可调式连杆能够绕连接点转动，达到加载装置的刚度不影响测试结果的目的。
从图4和图5可知，可调式连杆主要由带关节轴承的丝杆螺母15、18，锁止螺母16、17和丝杆轴19组成。通过丝杆螺母15、18和丝杆轴19组成的螺旋副机构可以调整可调式连杆的长度，锁止螺母16、17起固定长度的作用。从图6可知，在力臂5上设有左右滑槽20，通过滑槽20可以沿力臂5轴向调整可调式连杆的固定位置。通过调整可调式连杆的长度和左右可调式连杆在力臂上的固定位置就可以达到适应不同车型的目的。
从图7可知，丝杆式着力器包括由丝杆螺母21与带手柄23的丝杆轴22组成的螺旋副、连接丝杆轴和应变式测力传感器25的连接机构、应变式力传感器以及挂钩26组成。当转动焊接在丝杆轴22上的手柄23时，丝杆轴22向下运动。采用铰链12与挂钩26作为力臂5与丝杆式着力器的连接件，在力臂某一端与丝杆式着力器连接，采用铰链13将丝杆式着力器固定在T型槽工作台上，其固定点位置可以调整。当丝杆轴22向下运动，通过铰链12使力臂承受向下的拉力，利用杠杆原理通过平行四边形四连杆机构，形成一个力偶矩施加在车身上，从而实现了加载的目的。
从图8可知，丝杆轴22通过连接机构中的轴向推力轴承27与钢框24连接，变式测力传感器25与连接机构中的钢框24采用螺栓连接，这样便有效避免了当丝杆轴转动时，钢框和与其连接的应变式测力传感器随丝杆轴一起转动。
权利要求
1.一种乘用车白车身结构扭转刚度测试约束与加载装置，其特征在于该装置包括固定在工作台上的约束装置和加载装置两部分，所述的约束装置包括固定位置可调的左、右后支座和连接支座与车身上的左右后悬架上支承位置的连接部件组成；所述的加载装置由可调式力传递机构和丝杆式着力器组成，所述的可调式力传递机构主要包括力臂，通过连接部件支撑在力臂中心位置的支座，通过连接部件对称布置在力臂上的左右可调式连杆；所述的丝杆式着力器通过连接部件布置在力臂一端的。
2.按照权利要求1所述的扭转刚度测试约束与加载装置，其特征于所述的左右可调式连杆主要由带关节轴承的丝杆螺母、锁止螺母和丝杆轴组成。
3.按照权利要求1所述的扭转刚度测试约束与加载装置，其特征于所述的丝杆式着力器包括丝杆螺母与带手柄的丝杆轴组成的螺旋副、连接丝杆轴和应变式测力传感器的连接机构、应变式力传感器、挂钩以及将丝杆式着力器固定在工作台上的铰链。
4.按照权利要求3所述的扭转刚度测试约束与加载装置，其特征于所述的连接机构由带螺栓的钢框和连接钢框与丝杆轴的推力轴承组成，其应变式测力传感器固定在钢框上。
5.按照权利要求1所述的扭转刚度测试约束与加载装置，其特征于在约束装置中支座与车身的连接部件采用只允许车身绕通过连接点的X轴转动的铰链。
6.按照权利1～5任一权利要求所述的扭转刚度测试约束与加载装置，其特征于在加载装置中力臂与支座的连接部件采用只允许力臂绕通过支点的Y轴转动的铰链。
7.按照权利1～5任一权利要求所述的扭转刚度测试约束与加载装置，其特征于在加载装置中左右可调式连杆与力臂或车身之间的连接部件采用铰链与关节轴承的组合结构，使左右可调式连杆能够绕连接点转动。
8.按照权利1～5任一权利要求所述的扭转刚度测试约束与加载装置，其特征于在加载装置中丝杆式着力器与力臂和工作台之间的连接部件采用只允许丝杆式着力器绕通过连接点的Y轴转动的铰链。
9.按照权利要求1所述的扭转刚度测试约束与加载装置，其特征于所述的力臂上设有调整可调式连杆固定位置的滑槽。
10.按照权利要求1所述的扭转刚度测试约束与加载装置，其特征在于所述的工作台采用可调整支座固定位置的T型槽工作台。
全文摘要
乘用车白车身结构扭转刚度测试约束与加载装置，属于汽车产品测试技术领域。该装置包括固定在工作台上的约束装置和加载装置两部分，所述的约束装置包括可调的左、右后支座和连接支座与车身上的左右后悬架上支承位置的连接部件组成；所述的加载装置由可调式力传递机构和丝杆式着力器组成。本发明与目前国内外广泛应用的乘用车白车身结构扭转刚度测试装置相比，成本显著降低，通用性强(不需要针对不同车型开发专用夹具和力传递机构)，操作简便的优点，完全可以满足测试精度和可靠性的要求。
文档编号G01M17/00GK1405542SQ0214678
公开日2003年3月26日 申请日期2002年11月8日 优先权日2002年11月8日
发明者范子杰, 陈宗渝 申请人:清华大学